玻璃真的是液体吗?

作者:晴空飞燕/编译来源:蝌蚪五线谱发布时间:2019-09-05

玻璃实际上是一种不定形状的固态物质,不像普通晶体那样处在一种完全固定的结构之下,但又不是真正的液态。

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2002年一部名为《情归阿拉巴马》的电影中,影星瑞希·威瑟彭斯饰演的梅兰妮是一位定居纽约的时装设计师。但是,在嫁给来自上流社会的未婚夫之前,她却不得不回到地处美国南部的阿拉巴马,那里是她的故乡,她的丈夫也住在这里。

在这部影片中,液体玻璃是一个推动情节的主要元素。在梅兰妮想要成为一个地地道道的纽约人的同时,她的旧爱杰克·布里也从事着一项利润丰厚的生意。在暴风雨到来之前,他会在沙滩上装满避雷针,当闪电打向避雷针时,会导向沙子。闪电把沙子变成玻璃雕塑。而当闪电结束,也就到了杰克收获的时刻。他清洗大自然留下的作品,并且把它们放在画廊售卖。而直到梅兰妮放弃了自己的未婚夫回到阿拉巴马,再次爱上杰克时,她才知道这一切。 

在这部影片中除了梅兰妮的爱情生活还有许多值得关注的问题。杰克所售卖的闪电雕塑可能来源与现实生活,却充斥着许多的影视杜撰的成分。电影里展示的雕塑看起来像是吹制玻璃所制作的,作品充斥着抽象的空灵感,那些制作者的手仿佛有巧夺天工的魔力。但是,在现实中,玻璃的外观和内在并不是那么精致。如果闪电劈到了包含着硅元素和石英的沙子,那么1800摄氏度(3272华氏度)的高温会从地下冒出来并且将沙子融化成石英玻璃。这种玻璃又叫做闪电管石,通常是管状的空心物体,其分支会从中心向外辐射,整体造型看起来像是浮木一样。 

不论玻璃最后的状态是闪电管石,窗户还是镜子,它们最初都是黏腻而有延展性的物质。 玻璃最初都近似液态,是由加热的硅元素与碳酸钠、石灰和氧化镁等物质一同构成的,人们随后才会对它们进行塑形和冷却。 

尽管过热的玻璃看起来像是液态的,事实上却并非如此。大多数元素被加热后,其中的分子就会开始自由移动,这导致了它们成为可供倾倒的液态物质。尽管过热的玻璃近似于液态物质,但经过冷却之后会在室温下会保持固态的单一分子。玻璃实际上是一种不定形状的固态物质,不像普通晶体那样处在一种完全固定的结构之下,但又不是真正的液态。科学家认为让玻璃在室温下改变形态所花费的时间可能要比宇宙存在的时间还长。 

从某种程度上来说,时间最终会让玻璃成为流动状态,其分子也会自动重新排列。但时间是如此的漫长和广阔,以至于玻璃一直处于固态。例如,科学家们曾经研究过一个有两千万年历史的琥珀,却发现尽管它经历过许多不同的温度,但没有变成液态。虽然不是所有的玻璃都像琥珀那样稳定, 但即使玻璃确实处于不定型的固态状态下,让它们自己发生形状的变化也需要十亿年左右的时间。


蝌蚪五线谱编译自howstuffworks,译者 晴空飞燕,转载须授权

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